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云南灵长类生物医学重点实验室:生命健康基因探寻者

2017年06月08日 13:50:58 来源: 云南日报

 

季维智正在指导实验。

  本报记者 季征 文/图

  5月18日,来自昆明理工大学、云南省灵长类生物医学重点实验室季维智、陈永昌研究团队和同济大学医学院孙毅团队在国际顶级期刊《细胞》杂志上发表论文,研究团队运用TALEN技术开展食蟹猴瑞特综合征(Rett syndrome,RTT)模型的研究,显示了非人灵长类是神经系统疾病的理想动物模型。论文一经发表,就受到业界极大关注,这一研究成果对未来更深入地开展RTT发病机理研究和探索临床有效干预方法将产生深远影响。

  在地处祖国边疆的云南,季维智及其研究团队的基因编辑与干细胞等再生医学水平是如何实现国内一流、世界领先?近日,记者走进了云南省灵长类生物医学重点实验室,进一步了解了研究团队的科研创新历程。

  搭建一流科研机构

  位于呈贡区的云南省灵长类生物医学重点实验室依山而建,在一片郁郁葱葱的树木中,占地颇广的实验室远离喧嚣。这个2011年10月经省科技厅批准建设,按照民办非营利性质组建的独立法人科研机构,自成立之日起就是科技体制机制创新的产物,由季维智教授担任主任。

  “实验室充分整合云南省的灵长类动物资源优势、长期雄厚的科研积累以及人才队伍力量,建立起以非人灵长类为模式动物,研究人口健康重大问题的生物医学研究平台。”季维智介绍道,经过5年多时间的努力,实验室已逐渐建成具有国际一流水准、面向世界并拥有一定国际知名度的灵长类生物医学科研机构,并被《自然》《国家地理》等国际知名杂志采访和报道。

  随着科研的不断积累和人才力量的聚集,目前,云南省灵长类生物医学重点实验室聚焦基因编辑与干细胞等当前再生医学热点问题,形成包括遗传与基因组、神经生物学、干细胞与转化和灵长类基因工程等多个学科团队。团队依托国家重大项目,聚焦于解决重大科学难题,承担国家和省部级项目18项,其中2012年以项目第一承担单位的身份承担了国家重大科学研究计划的重大科学目标导向的项目“细胞多能性和人类重大疾病的猴模型研究”,获得科技部资助科技经费9200万元,是迄今为止科技部立项支持金额最多的重大基础研究项目。

  聚焦人口健康问题

  “我们的研究课题就是在生命的发生、发育两个过程中解释生命健康问题,一切努力都是为了这一目标。”当被问及近年来走过的科研之路,季维智并没有用专业术语作答。他认为,无论是基因编辑技术还是干细胞研究,最终目的都是揭示生命健康的机理。

  从担任中科院昆明动物研究所所长到在云南省灵长类生物医学重点实验室任主任伊始,季维智一直致力于灵长类研究。他在我国率先开创了灵长类保护生物学、生殖生物学和干细胞生物学研究,在灵长类生殖和发育的分子机制、干细胞的自我更新和分化调控等方面都有新的发现,在国际上首次获得了猴多能性干细胞,开启了靶向基因编辑建立灵长类动物模型的研发和应用。

  RTT属于自闭症谱系范畴的神经发育性疾病,定位于X染色体上的MECP2基因突变是这一疾病的病因,由于缺乏理想的动物模型,目前还未找到治愈的方法。

  自2012年起,季维智与同济大学医学院孙毅教授一起探讨应用非人灵长类——猴类来建立瑞特综合征模型的可能性。2014年,双方共同发表了利用靶向基因编辑方法TALEN成功编辑MECP2基因的猴模型研究进展,这是世界上首次成功编辑灵长类MECP2基因。

  实现关键技术突破

  “两只小猴呆在育婴箱里,在声音的影响下,一只小猴对声源有着明显的反应,而另一只小猴始终蹲在角落没有反应。”季维智团队的陈永昌研究员指着视频中那只没有反应的小猴说,这就是通过基因编辑技术获得的瑞特综合征猴模型,目前这样的猴模型共有5只。

  据介绍,之前研究用过的小鼠模型与临床患者存在较大差异,是难以推动致病机理深入研究及治疗方法研发的关键原因。由于非人灵长类(如猕猴和食蟹猴)与人类具有高度相似的遗传背景及大脑结构,是开展脑发育及神经系统疾病最理想的实验动物模型。

  在首次成功编辑灵长类MECP2基因的基础上,研究团队对MECP2基因突变猴开展了细致的功能研究发现,不同于啮齿类模型,基因突变MECP2的小猴表现出非常类似临床患者的一系列病理和行为学特征,如雄性胎儿在胚胎期均流产,转录组分析发现基因表达及调控网络与临床患者类似,雌性动物存在睡眠障碍、主动社交显著减少、刻板行为增加、脑发育异常等;眼动跟踪(灵长类具有的高级认知能力)模式也与人类相似。

  “这是首次利用非人灵长类对RTT从行为模式、病理发生及其机制的较系统研究。”季维智说,此次模型建立不仅证明非人灵长类在神经系统疾病研究较啮齿类有无法比拟的优势,而且将对未来更深入地开展RTT发病机理研究和治疗产生深刻影响。

[责任编辑: 赵汉斌 ]
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